(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を支持する支持部材と、
前記撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段と、
前記加振手段による振動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記光学部材の固有振動数付近の第１周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第２周波数だけずらした２種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する
ことを特徴とする、撮像装置。
【請求項２】
前記第１周波数は、前記第２周波数よりも大きい
ことを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１周波数から前記第２周波数を減算した第１の駆動周波数、及び前記第１周波数に前記第２周波数を加算した第２の駆動周波数にて前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する
ことを特徴とする、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の駆動周波数及び前記第２の駆動周波数を掃引させる
ことを特徴とする、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記加振手段は、複数の振動素子を含む
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記光学部材よりも柔らかい材料により形成される
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像素子を支持する支持部材、及び当該撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段の振動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記光学部材の固有振動数付近の第１周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第２周波数だけずらした２種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する
ことを特徴とする、振動制御装置。
【請求項８】
撮像素子を支持する支持部材、及び当該撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段の振動を制御する制御工程を含み、
前記制御工程では、前記光学部材の固有振動数付近の第１周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第２周波数だけずらした２種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段が制御される
ことを特徴とする、振動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、振動制御装置、及び振動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置が広く普及し一般的に使用されている。このような撮像装置は、撮像素子である例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）の高画素化に伴い、より高画質な画像を提供することができるようになってきている。このような撮像装置は、一般に、一眼レフ方式のファインダー装置を撮像装置本体に着脱可能に設けることができるように構成されており、ユーザが撮影に応じて所望の光学系（レンズ）を選択することができる。
【０００３】
このようなレンズ交換の可能なデジタルカメラにおいては、当該レンズを撮像装置本体から取り外したときに、空気中に浮遊する塵埃等が撮像装置本体の内部に侵入する可能性がある。また、撮像装置本体内部には、例えばシャッタや絞り機構などのように、機械的に動作する機構が設けられおり、これらの機構が動作することにより塵埃などが発生することもある。このような塵埃等が撮像素子のフィルタ表面に付着すると、撮影した映像にその塵埃が写りこんでしまう問題が生じる。
【０００４】
このような問題を解消するために、かかるレンズ交換式のデジタルカメラでは、撮像素子と光学系との間に振動部材を配置することで撮像素子及びフィルタなどの防塵を図ると共に、防塵部材に付着したゴミなどを振動により除去するシステムが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。また、下記の特許文献２には、光学素子を少なくとも２種類の共振周波数で振動させて上記光学素子の表面に付着した塵を除去する塵除去手段を備えた電子撮像装置の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３５９１０号公報
【特許文献２】特開２００７−７４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のレンズ交換式のデジタルカメラにおける塵埃除去方法においては、圧電素子に印加する電圧の周波数を振動部材の共振周波数で駆動することで除去駆動を行っている。例えば、上記特許文献１に開示された発明においては、振動部材の共振周波数を時間的に順番に振動させている。時間的に次数の異なる共振周波数で駆動することで、定在波駆動時に生ずる除去能力の低い（振動の小さい）節を相殺するように除去している。しかしながら、時間的に次数を変化させるなどの制御は回路構成の複雑化につながる。また、圧電素子の駆動回路に用いる昇圧トランスは、所望の昇圧率が得られる帯域に物理的な制約があるため、幅広い振動数の範囲で駆動することが難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より簡単な回路で低周波数域を含む幅広い固有振動数の範囲で振動を励起することが可能な、新規かつ改良された撮像装置、振動制御装置、及び振動制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像素子を支持する支持部材と、前記撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段と、前記加振手段による振動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記光学部材の固有振動数付近の第１周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第２周波数だけずらした２種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する、撮像装置が提供される。
【０００９】
かかる構成により、一組の第１及び第２周波数を利用して複合振動を励振することが可能になり、より簡単な回路で低周波数域を含む幅広い固有振動数の範囲で振動を励起することができるようになる。その結果、光学部材及び支持部材に対して固有振動を与えることが可能になり、光学部材の表面に付着した異物をより効果的に振い落すことができる。
【００１０】
また、前記第１周波数は、前記第２周波数よりも大きくてもよい。光学部材がガラスなどの硬い部材で構成されており、かつ、支持部材が樹脂などの柔らかい部材で構成されている場合、このような構成にすることで、両部材を効果的に励振することが可能になる。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記第１周波数から前記第２周波数を減算した第１の駆動周波数、及び前記第１周波数に前記第２周波数を加算した第２の駆動周波数にて前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する構成であってもよい。かかる構成により、第１周波数による振動と第２周波数による振動とを合成した複合振動が効果的に励起され、光学部材の表面に付着した異物を効果的に除去することが可能になる。
【００１２】
また、前記加振手段は、複数の振動素子を含んでいてもよい。例えば、第１の駆動周波数で駆動される振動素子と、第２の駆動周波数で駆動される振動素子とを用いることで、簡単な回路構成で第１及び第２周波数を利用した複合振動を励振することが可能になる。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記第１の駆動周波数及び前記第２の駆動周波数を掃引させる構成であってもよい。かかる構成により、振動の節に相当する部分が移動され、光学部材の全面について付着物を効果的に除去することが可能になる。
【００１４】
また、前記支持部材は、前記光学部材よりも柔らかい材料により形成されていてもよい。例えば、光学部材がガラス、支持部材が樹脂などで形成されていてもよい。また、支持部材が光学部材又は撮像素子を支える部分の構造が、支持部材と同じ樹脂の平板よりも撓みやすいような構造に形成されていてもよい。この場合、当該支える部分の固有振動数付近に第２周波数を合わせることで、低い周波数で光学部材を含むユニット全体をゆっくりと大きく振動させることなどが可能になる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、撮像素子を支持する支持部材、及び当該撮像素子の前面に設置された光学部材とを振動させる加振手段の振動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記光学部材の固有振動数付近の第１周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第２周波数だけずらした２種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する、振動制御装置が提供される。
【００１６】
かかる構成により、一組の第１及び第２周波数を利用して複合振動を励振することが可能になり、より簡単な回路で低周波数域を含む幅広い固有振動数の範囲で振動を励起することができるようになる。その結果、光学部材及び支持部材に対して固有振動を与えることが可能になり、光学部材の表面に付着した異物をより効果的に振い落すことができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、撮像素子を支持する支持部材、及び当該撮像素子の前面に設置された光学部材とを振動させる加振手段の振動を制御する制御工程を含み、前記制御工程では、前記光学部材の固有振動数付近の第１周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第２周波数だけずらした２種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段が制御される、振動制御方法が提供される。
【００１８】
かかる構成により、一組の第１及び第２周波数を利用して複合振動を励振することが可能になり、より簡単な回路で低周波数域を含む幅広い固有振動数の範囲で振動を励起することができるようになる。その結果、光学部材及び支持部材に対して固有振動を与えることが可能になり、光学部材の表面に付着した異物をより効果的に振い落すことができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、より簡単な回路で低周波数域を含む幅広い固有振動数の範囲で振動を励起することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例を示した説明図である。
【図２】同実施形態に係る素子ユニットの構成例を示した説明図である。
【図３】同実施形態に係る異物除去システムの制御方法を示した説明図である。
【図４】同実施形態に係る異物除去システムを制御する制御装置の構成例を示した説明図である。
【図５】同実施形態に係る異物除去システムを制御する制御装置の動作例（掃引動作）について説明するための説明図である。
【図６】同実施形態に係る異物除去システムを制御する制御装置の動作例（掃引動作）について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置１０の構成について説明する。次いで、図２及び図３を参照しながら、本実施形態に係る素子ユニット１８０の構成及び異物除去方法について説明する。次いで、図４〜図６を参照しながら、本実施形態に係る素子ユニット１８０の振動を制御する塵埃除去部１３４の構成及び動作について説明する。
【００２３】
＜１：撮像装置１０の構成＞
まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る撮像装置１０の構成例を示す説明図である。
【００２４】
図１に示すように、撮像装置１０は、主に、本体部１００と、レンズ部２００とにより構成される。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００２５】
（本体部１００について）
本体部１００は、主に、シャッタ１０２と、ＣＭＯＳイメージセンサ１０４と、画像入力コントローラ１０６と、不揮発性メモリ１０８と、ＤＳＰ・ＣＰＵ１１０と、圧縮処理回路１１２と、ＬＣＤドライバ１１４と、表示部１１６と、ＶＲＡＭ１１８と、メモリ１２０と、メディアコントローラ１２２と、記録メディア１２４と、操作部１２６と、ドライバ１２８と、モータ１３０と、バッテリ１３２と、塵埃除去部１３４と、を含む。
【００２６】
また、レンズ部２００は、主に、ズームレンズ２０２と、絞り２０４と、フォーカスレンズ２０６と、Ａ／Ｄ変換器２０８と、レンズＣＰＵ２１０と、ＲＯＭ２１２と、ＲＡＭ２１４と、ドライバ２１６、２１８と、モータ２２０，２２２と、を含む。
【００２７】
まず、本体部１００の各部について説明する。シャッタ１０２は、レンズ部２００から入射される入射光の入射時間を調節するためのものである。シャッタ１０２は、本実施形態においては電子シャッタを用いることによって入射光を制御して、電気信号を取り出す時間を調節しているが、メカニカルシャッタを用いることによって入射光を制御して、電気信号を取り出す時間を調節してもよい。
【００２８】
ＣＭＯＳイメージセンサ１０４は、レンズ部２００からから入射された光を電気信号に変換するための素子である。ＣＭＯＳイメージセンサ１０４は、ＣＤＳ回路１４２と、Ａ／Ｄ変換器１４４と、を含む。ＣＤＳ回路１４２は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０４から出力された電気信号の雑音を除去するサンプリング回路の一種であるＣＤＳ回路と、雑音を除去した後に電気信号を増幅するアンプとが一体となった回路である。本実施形態ではＣＤＳ回路とアンプとが一体となった回路を用いて撮像装置１０を構成しているが、ＣＤＳ回路とアンプとを別々の回路で構成してもよい。Ａ／Ｄ変換器１４４は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０４で生成された電気信号をデジタル信号に変換して、画像の生データを生成するものである。
【００２９】
画像入力コントローラ１０６は、Ａ／Ｄ変換器１４４で生成された画像の生データの入力を制御するものである。不揮発性メモリ１０８は、撮像装置１０を制御するための実行プログラムや、撮像装置１０の制御に必要な管理情報を記録するものである。本実施形態では、後述するが、レンズ部２００を識別するためのレンズ識別情報と、そのレンズ部２００を本体部１００に装着した場合に撮像装置１０が選択可能なシーンモードの情報を関連付けて記録する。
【００３０】
ＤＳＰ・ＣＰＵ１１０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１０４やＣＤＳ回路１４２などに対して信号系の命令を行ったり、操作部１２６の操作に対する操作系の命令を行ったりする。本実施形態においては、図１にＤＳＰ・ＣＰＵ１１０を一体として図示しているが、信号系の命令と操作系の命令とを別々の制御部で（例えば、ＣＰＵとＤＳＰとを分けて）実行するようにしてもよい。
【００３１】
圧縮処理回路１１２は、光量のゲイン補正やホワイトバランスの調整が行われた画像を適切な形式の画像データに圧縮する。画像の圧縮形式は、可逆形式であっても非可逆形式であってもよい。適切な形式の例としては、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）形式などがある。
【００３２】
表示部１１６は、撮影操作する前のライブビュー表示や、撮像装置１０の各種設定画面や、撮影した画像を表示する。画像データや撮像装置１０の各種情報の表示部１１６への表示は、ＬＣＤドライバ１１４を介して行われる。
【００３３】
ＶＲＡＭ１１８は、表示部１１６に表示する内容を保持するものである。また、表示部１１６の解像度や最大発色数は、ＶＲＡＭ１１８の容量に依存する。
【００３４】
メモリ１２０は、撮影した画像を一時的に記憶するものである。メモリ１２０は、複数の画像を記憶できるだけの記憶容量を有している。メモリ１２０への画像の読み書きは、画像入力コントローラ１０６によって制御される。メモリ１２０としては、例えば、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリが利用される。
【００３５】
記録メディア１２４は、撮像装置１０で撮影した画像を記録するものである。記録メディア１２４への入出力は、メディアコントローラ１２２によって制御される。記録メディア１２４には、フラッシュメモリにデータを記録するカード型の記憶装置であるメモリカードを用いることができる。なお、記録メディア１２４に代えて、外部の記録手段にデータを転送可能な通信デバイスが搭載できるように構成されていてもよい。
【００３６】
操作部１２６は、撮像装置１０の操作を行ったり、撮影時の各種の設定を行ったりするための部材が配置されている。操作部１２６に配置される部材には、電源ボタン、撮影モードの選択する十字キー及び選択ボタン、被写体の撮影動作を開始するシャッタボタンなどが含まれていてもよい。
【００３７】
ドライバ１２８は、シャッタ１０２を動作させるモータ１３０を駆動制御するものである。バッテリ１３２は、所定の電力を蓄え、本体部１００やレンズ部２００に電力を供給するものである。
【００３８】
（レンズ部２００について）
次に、レンズ部２００の各部について説明する。ズームレンズ２０２は、光軸方向に前後して移動させることで焦点距離が連続的に変化するレンズである。従って、被写体の大きさを変えて撮影することが可能になる。絞り２０４は、画像を撮影する際に、モータ２２０によって、本体部１００のＣＭＯＳイメージセンサ１０４に入ってくる光量を調節する。フォーカスレンズ２０６は、モータ２２２によって光軸方向に前後して移動させることで被写体のピントを調節するものである。
【００３９】
図１の例において、ズームレンズ２０２及びフォーカスレンズ２０６は、それぞれ１枚ずつ示されているが、ズームレンズ２０２の枚数は２枚以上であってもよく、フォーカスレンズ２０６の枚数も２枚以上であってもよい。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器２０８は、ズームレンズ２０２及びフォーカスレンズ２０６の位置情報をデジタル情報に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器２０８は、デジタル情報に変換したズームレンズ２０２及びフォーカスレンズ２０６の位置情報をレンズＣＰＵ２１０に送る。
【００４１】
レンズＣＰＵ２１０は、レンズ部２００の内部動作の制御、及び本体部１００との間の情報の通信を制御するものである。例えば、レンズＣＰＵ２１０は、Ａ／Ｄ変換器２０８でデジタル情報に変換されたズームレンズ２０２及びフォーカスレンズ２０６の位置情報を受け取って解析することで、ズームレンズ２０２及びフォーカスレンズ２０６の位置を把握し、本体部１００へ位置情報を送信する。また、レンズＣＰＵ２１０は、本体部１００からズームレンズ２０２、絞り２０４、フォーカスレンズ２０６の位置や値を指定するための命令を受け取ると、ズームレンズ２０２、絞り２０４、フォーカスレンズ２０６の位置や値を指定する。
【００４２】
レンズＣＰＵ２１０はＳＩＯ２１１を備え、このＳＩＯ２１１が、本体部１００のＤＳＰ・ＣＰＵ１１０に備えられているＳＩＯ（図示せず）との間で通信を実行することで、本体部１００とレンズ部２００との間で通信が行われる。
【００４３】
ＲＯＭ２１２は、レンズＣＰＵ２１０が読み出して順次実行することでレンズ部２００の動作を制御するためのコンピュータプログラムや、レンズ部２００の各種設定（例えば、レンズの型番やシリアル番号など）が格納されるものである。また、ＲＡＭ２１４は、レンズ部２００の動作のために書き換え可能な情報が格納されるものである。
【００４４】
ドライバ２１６、２１８は、それぞれ絞り２０４及びフォーカスレンズ２０６を動作させるモータ２２０、２２２の駆動を制御するものである。ドライバ２１６、２１８を介して絞り２０４及びフォーカスレンズ２０６を動作させることで、被写体の大きさ、光の量、ピントを調節することができる。
【００４５】
以上、撮像装置１０の機能構成について説明した。
【００４６】
＜２：素子ユニット１８０の構成＞
次に、図２及び図３を参照しながら、塵埃除去の対象となる素子ユニット１８０の構成及び異物除去方法について説明する。図２は、素子ユニット１８０の構成例を示した説明図である。図３は、素子ユニット１８０における異物除去方法について説明するための説明図である。
【００４７】
図２に示すように、素子ユニット１８０は、主に、樹脂基板１８１（支持部材１８１Ａ、１８１Ｂを含む。）と、撮像素子１８２（上記のＣＭＯＳ１０４に相当）と、光学部材１８３と、圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂ（後述する圧電素子１７１に相当）とにより構成される。
【００４８】
図２に例示した樹脂基板１８１は、撮像素子１８２が載置される中央領域と、圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂがそれぞれ載置される２つの腕部領域とを含み、中央領域と２つの腕部領域とがそれぞれ支持部材１８１Ａ、１８１Ｂにより接続される構造を有する。また、樹脂基板１８１は、樹脂材料により形成され、光学部材１８３が持つ固有振動数よりも低い固有振動数を有する。特に、支持部材１８１Ａ、１８１Ｂの幅を他の領域よりも狭く形成したり、一部を繰り抜いたりすることで、樹脂基板１８１の固有振動数を下げることができる。
【００４９】
一方、光学部材１８３は、樹脂基板１８１よりも硬い素材で形成される。例えば、光学部材１８３は、ガラスや光透過性の高い高硬度の樹脂部材で形成される。そのため、光学部材１８３の固有振動数は、樹脂基板１８１の固有振動数よりも高い。そのため、光学部材１８３の固有振動付近の振動数で素子ユニット１８０を励振しつつ、樹脂基板１８１の固有振動付近の振動数で素子ユニット１８０を励振させるには工夫が必要になる。
【００５０】
特に、昇圧トランスを利用して圧電素子の振動数を制御する場合、巻線、材料、負荷などの要因から応答可能な帯域が決まる昇圧トランスの特性に配慮することが必要になる。実際、昇圧トランスの駆動帯域の制限から、特殊な回路構成を構築しない限り、昇圧トランスの駆動周期を可変して上述した２種類の固有振動数を実現することは難しい。
【００５１】
そこで、本件発明者は、鋭意検討を重ね、特殊な回路構成を用いずとも２つの圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂを適切に駆動することで、大きく離れた固有振動数を有する光学部材１８３と樹脂基板１８１とを同時に励振させることが可能な方法を考案した。この方法を適用すると、廉価で回路規模が小さくて済む昇圧トランスを用いて上記のような励振駆動が可能になるため、製造コストの低減や撮像素子１０の小型化に寄与する。以下、より詳細に説明する。
【００５２】
まず、振動特性について考察する。
【００５３】
例えば、圧電素子１７１Ａに供給する交番電圧の角周波数をω１とし、圧電素子１７１Ｂに供給する交番電圧の角周波数をω２とする。但し、光学部材１８３が有するｎ次の固有振動数（角周波数表示）をωｎ、樹脂基盤１８１が有するｋ次の固有振動数（角周波数表示）をωｋ（ωｋ＜ωｎ）として、下記の式（１）及び式（２）のように角周波数ω１及びω２を定義する。この条件で圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂを駆動すると、理論上、下記の式（３）のような複合振動が素子ユニット１８０に誘起される。
【００５４】
つまり、素子ユニット１８０には、ｎ次の固有振動とｋ次の固有振動とが同時に誘起される。なお、ここでは簡単のために圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂの振動振幅を同一（Ａ）にしているが、異なる振幅にしても、同様の複合振動が得られる。参考までに、下記の式（１）及び式（２）で表現される角周波数を位相に含む２つの正弦波波形と、２つの正弦波波形を合成した式（３）で表現される振動波形とを図３に示した。図３に示すように、上記の方法により、角周波数ωｎに対応する高周波成分と、角周波数ωｋに対応する低周波成分とが表現される。
【００５５】
【数１】
0005816125.tif 000002
【００５６】
以上、素子ユニット１８０の構成及び異物除去方法について説明した。上記のように、圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂのそれぞれに印加される電圧の駆動制御はシンプルである。しかしながら、素子ユニット１８０に誘起される複合振動によって、固有振動数が大きく離れた光学部材１８３と樹脂基板１８１とを効果的に振動させることが可能である。
【００５７】
＜３：塵埃除去部１３４の構成＞
次に、素子ユニット１８０の振動を制御する塵埃除去部１３４の構成及び動作について、より詳細に説明する。
【００５８】
［３−１：機能構成］
まず、図４を参照しながら、塵埃除去部１３４の機能構成について説明する。図４は、塵埃除去部１３４の機能構成を示す説明図である。
【００５９】
図４に示したように、塵埃除去部１３４は、制御回路１５０を含む。制御回路１５０は、論理回路１５１と、ＦＥＴ１５２と、トランス１５３とを含む。
【００６０】
また、ＤＳＰ・ＣＰＵ１１０は、クロック発生部１１１を備える。クロック発生部１１１は、ＰＷＭ信号を発生させ、制御回路１５０の論理回路１５１へ出力する。論理回路１５１は、クロック発生部１１１が発生させたＰＷＭ信号を受けると、そのＰＷＭ信号をＦＥＴ１５２へ出力する。ＦＥＴ１５２は、トランス１５３の１次側に接続されている。ＦＥＴ１５２が論理回路１５１からＰＷＭ信号を受けると、トランス１５３は、ＦＥＴ１５２のスイッチング動作により所定の周期性を持った２次側の信号を発生させる。
【００６１】
トランス１５３には、電源回路１６０を介してバッテリ１３２から電力が供給される。そして、トランス１５３は、バッテリ１３２から電力供給を受けて、圧電素子１７１へ周期性を持った電圧を印加する。例えば、圧電素子１７１には、上述した周波数ω１又はω２に対応する周期性を有する電圧が印加される。図２に示したように、２つの圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂにそれぞれ周波数ω１、ω２の電圧が印加されると、素子ユニット１８０は周波数ω１及びω２で励振され、素子ユニット１８０上に複合振動が誘起される。
【００６２】
以上、塵埃除去部１３４の機能構成について、より詳細に説明した。
【００６３】
［３−２：動作］
次に、塵埃除去部１３４の動作について説明する。但し、基本的な振動制御方法については図３を参照しながら既に説明したため、ここでは温度環境や製造偏差などを考慮した周波数掃引に関する動作について説明する。
【００６４】
上述した素子ユニット１８０のように、固有振動数が大きく異なる２つの部材を含む振動対象物の場合、図５に示すように、２つの共振点（共振点＃１、共振点＃２）でピークを有する振動特性が得られる。但し、図５において、基準状態（例えば、常温の状態）における光学部材１８３の共振周波数をωｎ０、樹脂基板１８１の共振周波数をωｋ０と表記している。また、図５の中で示したωｋｒ、ωｎｒは、それぞれ共振点＃１、＃２を基準とする掃引帯域を示している。つまり、塵埃除去部１３４は、図５に示すような掃引帯域において周波数を可変させる。
【００６５】
ここで、簡単のために、共振点の周波数をω０、共振点からの掃引帯域をωｒ、単位制御時間当たりの周波数変化量をΔωｐとすると、塵埃除去部１３４は、下記の式（４）に従い、図６に示すようにして周波数を可変させる。
【００６６】
【数２】
0005816125.tif 000003
【００６７】
共振点＃１及び共振点＃２に関し、それぞれ掃引を実施すると、単位時間当たりにωｎをΔωｎｐだけ変化させ、ωｋをΔωｋｐだけ変化させる場合、素子ユニット１８０に誘起される複合振動は、下記の式（５）のように表現される。但し、圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂにそれぞれ印加される電圧の角周波数ω１、ω２は、下記の式（６）及び式（７）のように表現される。つまり、温度環境や製造偏差などを考慮した実際的な状況において、塵埃除去部１３４は、下記の式（５）に従い、圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂを振動させる。かかる構成により、所望の複合振動を得ることが可能になる。
【００６８】
【数３】
0005816125.tif 000004
【００６９】
以上、塵埃除去部１３４の動作について説明した。
【００７０】
＜４：効果＞
上記のような振動制御を実施することにより、高い固有振動数を有する光学部材１８３と、低い固有振動数を有する樹脂基板１８１とを同時に共振状態にすることが可能になる。特に、光学部材１８３の保持機構を成す樹脂基板１８１（特に、支持部材１８１Ａ、１８１Ｂ）が共振することで、光学部材１８３に対して加速度ムラのない除去振動を与えることが可能になる。その結果、光学部材１８３の異物除去処理を効果的に実現することができるようになる。また、圧電素子１７１Ａ、１７１Ｂの駆動回路に昇圧トランスを利用可能なことから、製造コストの低減や撮像装置１０の小型化に寄与する。
【００７１】
まとめると、本実施形態の効果は、以下のようになる。
【００７２】
（効果１：振動状態の効率化）
撮像素子の前面に配置される光学部材に対して共振振動を加えると共に、光学部材の土台にあたる樹脂基板に共振振動を加えることが可能になり、従来の手法に比べて塵埃除去能力を向上させることが可能になる。また、土台ごと振動させることができるため、光学部材の固有振動に係る振動の腹・節にとらわれない加振状態が実現できるようになる。さらに、光学部材を撮像素子のパッケージにすることも可能になり、振動ユニット（上記の素子ユニット１８０に相当）の薄型化にも寄与する。
【００７３】
（効果２：一般的な回路の利用）
圧電素子の駆動回路は、昇圧トランスによる大電圧駆動が前提であり、昇圧トランスは過渡状態にて使用されるため、所望の昇圧率が得られる帯域に物理的な制約がある。光学部材の土台となる部材の共振周波数が光学部材の共振周波数よりも大幅に小さい場合に、土台のみを共振駆動させようとすると、トランスが定常状態となり、所望の駆動電圧を得られないと考えられる。しかし、本実施形態の技術は、光学部材の共振周波数付近の周波数帯域を利用することになるため、特殊なトランスを利用することなく、共振周波数が大幅に異なる部材を共に所望の振動数で振動させることが可能になる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば、上記の説明においては、圧電素子を２つ利用する構成を示したが、１つの圧電素子を２種類の周波数で駆動する構成とすれば、１つの圧電素子しか持たない構成であっても、本実施形態の技術を適用することが可能になる。このような変形についても、当然に本実施形態の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００７６】
１０    撮像装置
１００    本体部
１０２    シャッタ
１０４    ＣＭＯＳイメージセンサ
１０６    画像入力コントローラ
１０８    不揮発性メモリ
１１０    ＤＳＰ・ＣＰＵ
１１１    クロック発生部
１１２    圧縮処理回路
１１４    ＬＣＤドライバ
１１６    表示部
１１８    ＶＲＡＭ
１２０    メモリ
１２２    メディアコントローラ
１２４    記録メディア
１２６    操作部
１２８    ドライバ
１３０    モータ
１３２    バッテリ
１３４    塵埃除去部
１４２    ＣＤＳ回路
１４４    Ａ／Ｄ変換器
１６０    電源回路
１７１、１７１Ａ、１７１Ｂ    圧電素子
１７２    振動部材
１８０    素子ユニット
１８１    樹脂基板
１８１Ａ、１８１Ｂ    支持部材
１８２    撮像素子
１８３    光学部材
２００    レンズ部
２０２    ズームレンズ
２０４    絞り
２０６    フォーカスレンズ
２０８    Ａ／Ｄ変換器
２１０    レンズＣＰＵ
２１１    ＳＩＯ
２１２    ＲＯＭ
２１４    ＲＡＭ
２１６、２１８    ドライバ
２２０、２２２    モータ
【図１】
0005816125.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005816125.tif 000009
【図６】
0005816125.tif 000010